(57)【要約】【課題】  エッチングによるピット形成の起点となるエッチング開始点を増加させて、静電容量をより増大させることが可能な電解コンデンサ用アルミニウム箔を提供する。【解決手段】  Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂが含有されるとともに、０．１ｐｐｍないし１００ｐｐｍの範囲のＧｅと、９９．９質量％以上のＡｌとが含有されてなることを特徴とする本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔を採用する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂが含有されるとともに、０．１ｐｐｍないし１００ｐｐｍの範囲のＧｅと、９９．９質量％以上のＡｌとが含有されてなることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム箔。
【請求項２】
立方体方位率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ用アルミニウム箔。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電解コンデンサ用アルミニウム箔を電極として備えたことを特徴とする電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ用アルミニウム箔およびこのアルミニウム箔を電極として備えた電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサの電極に用いられるアルミニウム箔は、陽極用、陰極用に限らず、粗面化処理（電解エッチング）を行うことによって表面積を有効に増大させ、よって静電容量を高めて使用されるのが一般的である。表面積を有効に増大させるためには、電解エッチングによってアルミニウム箔の表面にピット（腐食孔）を均一にかつ多数発生させる必要がある。現在、アルミニウム箔表面の均一腐食性を良くするために、製造過程中途の圧延によって表面に形成された油膜を、溶剤脱脂により除去したり、軽いソーダ洗浄で除去したりしており、また、下記特許文献１に記載されているように、アルミニウム箔にＦｅ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｉｎ、Ｂｉ等を添加しておく方法も提案されている。
【特許文献１】特開２００２−１７３７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の特許文献１に記載の電解コンデンサ用アルミニウム箔では、エッチングによるピット形成の起点となるエッチング開始点が十分ではなく、静電容量を増大させる効果が不十分であるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明者らが、電解コンデンサ用アルミニウム箔の合金組成について鋭意研究を行った結果、Ｇｅをアルミニウム箔に微量添加することによって、今まで全く知られていなかった特異な効果が発現されることを見いだした。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、エッチングによるピット形成の起点となるエッチング開始点を増加させて、静電容量をより増大させることが可能な電解コンデンサ用アルミニウム箔およびこれを備えた電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔は、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂが含有されるとともに、０．１ｐｐｍないし１００ｐｐｍの範囲のＧｅと、９９．９質量％以上のＡｌとが含有されてなることを特徴とする。
【０００６】
上記の電解コンデンサ用アルミニウム箔によれば、Ｇｅが上記の範囲で含まれており、このＧｅはアルミニウム箔表面の活性を高める効果があるので、エッチング開始点の数を従来よりも増加させることができ、ピットの数を増やして表面積を増大させ、これにより静電容量を高めることができる。
【０００７】
また本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔は、先に記載の電解コンデンサ用アルミニウム箔であって、立方体方位率が８０％以上であることを特徴とする。
電解エッチングによって、立方体方位の組織においてピットが効果的に形成されるので、立方体方位率が８０％以上であることにより、十分な数のピットが形成され、静電容量をより高めることができる。
【０００８】
次に本発明に電解コンデンサは、先のいずれかに記載の電解コンデンサ用アルミニウム箔を電極として備えていることを特徴とする。
この構成によれば、電解コンデンサの静電容量を従来よりも高くすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔によれば、エッチングによるピット形成の起点となるエッチング開始点を増加させて、電解コンデンサの静電容量を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔は、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂが含有されるとともに、０．１ｐｐｍないし１００ｐｐｍの範囲のＧｅと、９９．９質量％以上のＡｌとが含有されて構成されている。またこの電解コンデンサ用アルミニウム箔において、立方体方位率が８０％以上とされている。以下、アルミニウム箔の添加元素の含有率および立方体方位率の限定理由について説明する。
【００１１】
Ｇｅは、アルミニウム箔表面の活性を高める効果があり、エッチング開始点の数を従来よりも増加させることができ、ピットの数を増やして表面積を増大させ、これにより静電容量を高めることができる。ただし、含有率が０．１ｐｐｍ未満だと、Ｇｅの添加効果が得られない。一方、１００ｐｐｍを越えると、ピットが過剰に発生し、ピット同士の合体現象により容量向上効果が得られなくなる。従ってＧｅの含有量は０．１ｐｐｍないし１００ｐｐｍの範囲が好ましく、１０ｐｐｍないし７０ｐｐｍの範囲がより好ましい。
【００１２】
また、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｐｂを添加することにより、Ｇｅの添加効果をさらに増大させることができる。
ＳｉおよびＦｅの含有率はそれぞれ、５ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下の範囲が好ましく、１０ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下の範囲がより好ましい。ＦｅおよびＳｉがそれぞれ５ｐｐｍ未満になると、結晶粒が異状成長しやすくなり、また高純度アルミニウムが必要になってコスト高となるので好ましくない。またＦｅおよびＳｉがそれぞれ１００ｐｐｍを越えると、立方晶の成長を妨げ、必要な立方晶率が得られなくなる。
【００１３】
更にＣｕは、エッチング時の溶解減量を増加させ、静電容量を向上させるのに重要な元素である。この作用を十分に得るためにはできるだけ多くのＣｕを含有させるのが望ましい。本発明では１０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下の範囲が好ましく、２０ｐｐｍ以上６０ｐｐｍ以下の範囲がより好ましい。Ｃｕの含有率が１０ｐｐｍ未満ではその添加効果が十分に得られない。またＣｕが１００ｐｐｍを越えると過剰な溶解による無効溶解部が増加し、静電容量が低下する。
【００１４】
更にＰｂは、アルミニウム表面の酸化被膜を脆弱化させて初期のエッチング性を向上させる機能がある。Ｐｂの含有量は０．１ｐｐｍないし１０ｐｐｍの範囲が好ましく、０．３ｐｐｍないし２ｐｐｍの範囲がより好ましい。
【００１５】
また発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔には、更にＳｎ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎａのうちの１種以上の元素が添加されていることが好ましい。これらの元素は、ピットを増加させるとともにピットを均一に分散させる効果がある。これらの元素の添加量は合計で０．５ｐｐｍないし５０ｐｐｍの範囲が好ましく、２ｐｐｍないし２０ｐｐｍの範囲がより好ましい。
【００１６】
なお、その他の不可避的不純物は、アルミニウム箔の無効溶解性を高めてしまうので、できるだけ抑制することが好ましいが、合計で５０ｐｐｍ以下程度であれば、Ｇｅの添加効果を阻害するおそれがない。
【００１７】
またＡｌの含有量は９９．９質量％以上であることが好ましい。Ａｌの含有率が低下すると、特に中高圧コンデンサに用いた場合にリーク電流が増加し、コンデンサとしての基本性能が大幅に低下するので好ましくない。
【００１８】
次に、本発明のアルミニウム箔は、立方体方位率が体積比で８０％以上であることが必要とされる。これは立方体方位の組織においてピットが効果的に形成されることから、充分な数のピットを形成するために立方体方位率の下限を定めるものである。なお、同様の理由で立方体方位率が９５体積％以上であることが一層望ましい。
【００１９】
本発明の電解コンデンサ用アルミニウム箔の製造に際しては、上記した成分をその設定範囲内で含有させ溶製したアルミニウム合金を用いることができる。該合金は常法により溶製することができ、例えば溶解、鋳造、均質化熱処理等を経て得ることができる。上記により得られた合金は、インゴット形態で高温に加熱して熱間圧延する。熱間圧延時条件は特に限定されるものではなく、この熱間圧延によって数ｍｍ厚程度のシート材とする。このシート材に対し続いて冷間圧延を行い、数十μｍから１００μｍ程度のアルミニウム合金箔を得る。なお、冷間圧廷途中あるいは冷間圧廷終了後に適宜脱脂を加えてもよい。また冷間圧廷の途中で適宜中間焼鈍を加えても差し支えない。また、アルミニウム箔の製造に際し、直接連続圧延によってアルミニウム薄板を得、これを冷間圧延して箔とするものであってもよい。
【００２０】
上記により得られたアルミニウム箔に対しては、その後、粗面化処理がなされる。粗面化処理は、一般には塩酸を主体とする電解液を用いた電解エッチング等によって行われるが、本発明としてはこの粗面化処理の具体的条件等について特に限定されるものではなく、例えば常法に従って行うことができる。粗面化処理においては、上記成分の設定によって箔にピットが高密度で形成され、高い粗面化率が得られる。特に、十分に含有させたＧｅは、粗面化処理でのエッチング開始点を増加させ、ピットの数を増加させて静電容量を顕著に増大させる。また、電解エッチングは直流法、交流法のいずれでもよい。
【００２１】
さらに粗面化処理を施したアルミニウム箔には耐電圧性の酸化皮膜を形成する。この酸化皮膜は、通常は化成処理による陽極酸化皮膜として形成される。この酸化皮膜の形成方法も本発明としては特に手法、条件が限定されるものではなく、例えば常法により行うことができる。こうして得られた箔を常法により電解コンデンサに電極として組み込むことにより静電容量が高く、かつ漏れ電流の小さいコンデンサが得られる。
【実施例】
【００２２】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
表１に示す組成のアルミニウム箔を通常の鋳造、面削、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延により作製した。工程の途中で適宜、中間焼鈍及び脱脂洗浄を行った。得られたアルミニウム箔の厚さは１００μｍである。この箔に、Ａｒ雰囲気中で５５０℃、６時間保持の条件で最終焼鈍を施した。さらに、１モル／Ｌの塩酸と３モル／Ｌの硫酸との混合溶液を電解浴とし、液温７５℃、ＤＣ電流密度０．２Ａ／ｃｍ２、電解時間１２０秒の条件で電解を行い、次いで７５℃の５０％硝酸で７分間の化学エッチングを行った後、２７０Ｖでの化成処理を行って静電容量を測定した。静電容量の測定結果を、実施例１を１００％とする相対評価として表１に示した。
また、立方体方位率は、電解エッチング処理前のアルミニウム箔に対し、硝酸と塩酸の混酸を用いたエッチングにより立方体方位を現出させ、面分析を行ない体積率を算出した（使用したアルミニウム箔では、立方体方位が箔の厚み方向に沿って表裏に貫通しており、面分析により体積率を算出できる）。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示したように、実施例１ないし実施例１４については、添加元素の含有率および立方体方位率が本発明の範囲にあるため、いずれも優れた静電容量を示すことがわかる。
一方、比較例１および比較例４ないし比較例１０についてはＧｅが無添加のために、静電容量が実施例よりも低下したものと考えられる。また比較例２および３については、Ｇｅの含有率が１００ｐｐｍを大幅に越えているために、静電容量が実施例よりも低下したものと考えられる。